تأثير پارامترهاي طراحي و روانكاري بر عملكرد ترموهيدروديناميك ياتاقان‌هاي ژورنال غيرمدور سه‌لُب با روانكار ميكروپلار

Effects of design and lubrication parameters on thermo-hydrodynamic performance of noncircular three lobe journal bearings with micropolar lubricant

تحليل عملكرد ياتاقان‌هاي ژورنال غيرمدور با توجه به كاربرد گسترده آنها در صنعت از اهميت زيادي برخوردار مي‌باشد. تنش‌هاي برشي و نيروهاي اصطكاكي روانكار زمينه تغيير شرايط دمايي را فراهم مي‌آورند. عواملي نظير افزايش سرعت‌ محور، كاهش فضاي لقي و كوچكي ضرايب انتقال حرارت روانكار، محور و پوسته ياتاقان زمينه تشديد تغييرات دمايي روانكار را موجب مي‌گردند. در پژوهش حاضر تأثير سرعت محور، ضخامت پوسته، طول ياتاقان و مشخصه‌هاي سيال ميكروپلار بر تغييرات دمايي و توزيع فشار فيلم روانكار، بار قابل حمل و زاويه وضعي ياتاقان بررسي مي‌شوند. عملكرد ياتاقان با بكارگيري توزيع فشار حرارتي حاصل از حل معادله رينولدز با لحاظ شرايط دمايي و لزجت نهايي روانكار قابل محاسبه مي‌باشند. مقايسه عملكرد ياتاقان‌هاي سه لُب با لحاظ اثرات دمايي و بدون آن از تضعيف فشار ايجاد شده در روانكار و كاهش بار قابل حمل ياتاقان با افزايش دما، بويژه در سرعت‌هاي دوراني بالاي روتور حكايت دارد. همچنين نتايج، افزايش اثرات دمايي بر عملكرد ياتاقان‌هاي مورد ارزيابي با افزايش خاصيت ميكروپلاريته سيال روانكار را نشان مي‌دهند.

Due to wide range of engineering application of noncircular journal bearings in industry, their performance analysis is important. Shear stresses and friction forces in lubricant film cause variation of temperature condition in the bearing. Parameters such as increasing in rotational speed of shaft, decreasing in clearance space of bearing and low coefficient of heat transfer of lubricant, shaft and bearing cause the intensity changes in lubricant film temperature conditions. In the present work, the effects of design parameters such as speed of shaft, thickness of bearing shell, bearing length and micropolar lubricant characteristics on changes of temperature, lubricant film pressure distribution, load carrying capacity and attitude angle of bearing are investigated. By comparing the performance of noncircular three lobe bearings with and without considering temperature effects, it is found that pressure of lubricant film as well as load carrying capacity of bearing system decrease with increasing temperature, especially at high rotational speed of rotor. Also, the results show that with increasing micropolarity properties of lubricant, the effect of temperature on performance of mentioned bearings can be increased.